EP1045470A2 - Mehrkreisiges Bandfilter aus Topfkreisen - Google Patents

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EP1045470A2
EP1045470A2 EP00103911A EP00103911A EP1045470A2 EP 1045470 A2 EP1045470 A2 EP 1045470A2 EP 00103911 A EP00103911 A EP 00103911A EP 00103911 A EP00103911 A EP 00103911A EP 1045470 A2 EP1045470 A2 EP 1045470A2
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EP
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pot
circles
resonator
negative feedback
loop
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EP00103911A
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Manfred Dr. Lang
Peter Killer
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Spinner GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/205—Comb or interdigital filters; Cascaded coaxial cavities
    • H01P1/2053—Comb or interdigital filters; Cascaded coaxial cavities the coaxial cavity resonators being disposed parall to each other

Definitions

  • the invention relates to a multi-circuit band filter coupled circles, of which at least two HF circles not consecutive in terms of HF over one Coupling pipe section dipping into both pot circles are.
  • the degree of negative feedback is determined by the size of the determines the respective loop area, because the larger this the larger the magnetic field enclosed by the loop and thus the amplitude of the coupled wave.
  • the mechanical length of the coaxial cable chosen so that its electrical length equal to ⁇ / 2 or an odd number Multiples of it is.
  • Such negative feedback bandpass filters are however not usable for higher HF powers, because because the coaxial cable goes through the loops at its beginning and its end is short-circuited, forms along the Cable a standing wave, so that on the cable A pronounced maximum of electricity arises at least in one place.
  • the invention has for its object a band filter type mentioned at the beginning with a high-performance negative feedback to provide.
  • Pot circles are arranged so that at least the counter-coupling Adjoin pot circles and that the line piece as a loop immersed in the circle of a pot, the through one in the partition of the adjoining pot circles formed slot through with a stamp in the other pot circle is connected, is formed.
  • the immersion depth of the line piece in the is preferred two pot circles adjustable.
  • this enables the setting of the degree of negative feedback, on the other hand the simple change in the degree of negative feedback after a change the frequency tuning of the filter.
  • the This proposal has the further advantage that the Amounts of inductive and capacitive coupling in coordination the filter to another frequency in the same way to change. For example, if the filter is known per se Way tuned to a lower center frequency and should the negative feedback of the relevant pot circles is constant remain, so the area in the one pot circle immersing loop can be enlarged. this happens by increasing the immersion depth of the pipe section. With the one causing the capacitive coupling is also shifted Stamp in the other circle. Because at the same time the immersion depth of the inner conductor of this pot circle enlarged to tune to the desired, lower frequency capacitive coupling remains constant. The proposed negative feedback is therefore over a wide range Frequency range effective.
  • the band filter comprises six pot circles in the form of resonators A1 to A6 in a U-shaped arrangement.
  • the HF is over the Connection 1 coupled into the first resonator A1 and via the connection 2 is coupled out of the resonator A6.
  • HF-like successive resonators are known per se Way over bridges 3 to be seen only in Fig. 2 with each other coupled, their immersion depth in the respective resonators is adjustable for setting the degree of coupling and the can be fixed using locking screws 4.
  • the immersion depth the inner resonator is for frequency tuning adjustable.
  • the resonators A2 and A5 are according to the present proposal HF-fed back. To do this, dive into the resonator A2 a line piece 21, one hand in the Short circuit or high current zone near the wall in the resonator A2 forms a line loop and on the other hand by one Slot 41 in the common partition 40 of these two Is passed through resonators and in the resonator A5 in a stamp 22 ends.
  • This arrangement turns the Resonator A2 RF energy inductively coupled and capacitive and therefore with a phase rotation of 180 ° to achieve the desired negative feedback is coupled into the resonator A5.
  • the immersion depth of the line piece 21 is by means of the rod 23 changeable. At the set immersion depth is the pipe section through the locking screw 24 lockable.

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Abstract

Ein mehrkreisiges Bandfilter aus miteinander gekoppelten Topfkreisen, von denen mindestens zwei gegengekoppelt sind, ist für große HF-Leistungen ohne unzulässige Erwärmung im Gegenkopplungszweig einsetzbar, wenn die Topfkreise so angeordnet sind, daß zumindest die gegenzukoppelnden Topfkreise mechanisch benachbart liegen, und wenn die Gegenkopplung als in den einen Topfkreis eintauchende Schleife (21) ausgebildet ist, die durch einen in der Trennwand (40) zu dem benachbarten Topfkreis ausgebildeten Schlitz (41) hindurch mit einem Stempel (22) in dem anderen Topfkreis verbunden ist. Die Schleife und der Stempel bilden zweckmäßig ein einheitliches Leitungsstück, dessen Eintauchtiefe in die Topfkreise veränderbar ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrkreisiges Bandfilter aus miteinander gekoppelten Topfkreisen, von denen mindestens zwei HF-mäßig nicht aufeinanderfolgende Topfkreise über ein in beide Topfkreise eintauchendes Leitungsstück gegengekoppelt sind.
Derartige Bandfilter sind bekannt. Durch die Gegenkopplung von HF-mäßig nicht aufeinanderfolgenden Topfkreisen versteilern sich die Flanken der Durchlaßkurve und erhöht sich damit die Selektivität des Bandfilters. Dabei nimmt man in Kauf, daß die Durchlaßkurve des Filters im Sperrbereich zu niedrigeren und höheren Frequenzen Dämpfungsminima aufweist (sogenannte CAUER-Charakteristik), während die Durchlaßkurve nicht gegengekoppelter Bandfilter zu dem unteren und dem oberen Sperrbereich hin einen monoton wachsenden Dämpfungsverlauf (TSCHEBYSCHEFF-Charakteristik) hat. Bei mehrkreisigen, gegengekoppelten Bandfiltern nach dem Stand der Technik sind die gegenzukoppelnden Topfkreise über ein koaxiales Leitungsstück verbunden, dessen Innenleiter zur Auskopplung und zur Einkopplung der HF in den beiden verbundenen Topfkreisen eine induktive Schleife bildet, die in die Kurzschluß- bzw. Hochstromzone des betreffenden Topfkreises eintaucht. Der Gegenkopplungsgrad wird durch die Größe der jeweiligen Schleifenfläche bestimmt, denn je größer diese ist, desto größer ist das von der Schleife umschlossene Magnetfeld und damit die Amplitude der übergekoppelten Welle. Um die notwendige Phasendrehung von 180° zu erhalten, wird die mechanische Länge des Koaxialkabels so gewählt, daß seine elektrische Länge gleich λ/2 oder ein ungradzahliges Vielfaches davon ist. Derartige gegengekoppelte Bandfilter sind jedoch für höhere HF-Leistungen nicht verwendbar, denn weil das Koaxialkabel durch die Schleifen an seinem Anfang und seinem Ende kurzgeschlossen ist, bildet sich längs des Kabels eine stehende Welle aus, so daß auf dem Kabel an zumindest einer Stelle ein ausgeprägtes Stommaximum entsteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bandfilter der eingangs genannten Gattung mit einer leistungsfesten Gegenkopplung zu versehen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Topfkreise so angeordnet sind, daß zumindest die gegenzukoppelnden Topfkreise aneinandergrenzen und daß das Leitungsstück als in den einen Topfkreis eintauchende Schleife, die durch einen in der Trennwand der aneinandergrenzenden Topfkreise ausgebildeten Schlitz hindurch mit einem Stempel in dem anderen Topfkreis verbunden ist, ausgebildet ist.
Auf diese Weise wird ein außerhalb des Filters verlaufendes, die gegengekoppelte HF-Leistung führendes Koaxialkabel und das dadurch verursachte Erwärmungsproblem vermieden. Stattdessen ist das Leitungsstück auf eine Schleife, die eine induktive Kopplung bewirkt und auf einen Stempel, der eine kapazitive Kopplung bewirkt, reduziert. Der Übergang von der induktiven zu der kapazitiven Kopplung bewirkt gleichzeitig die notwendige Phasendrehung um 180°. Voraussetzung für diese Art der Gegenkopplung ist allerdings, daß die gegenzukoppelnden Topfkreise mechanisch benachbart liegen. Das läßt sich in der Regel leicht durch eine U-förmige Anordnung der Topfkreise erzielen.
Bevorzugt ist die Eintauchtiefe des Leitungsstücks in die beiden Topfkreise einstellbar. Das ermöglicht einerseits die Einstellung des Gegenkopplungsgrads, andererseits die einfache Veränderung des Gegenkopplungsgrads bei Änderung der Frequenzabstimmung des Filters. In beiden Fällen hat der vorliegende Vorschlag den weiteren Vorteil, daß sich die Beträge von induktiver und kapazitiver Kopplung bei Abstimmung des Filters auf eine andere Frequenz in gleicher Weise ändern. Wird beispielsweise das Filter in an sich bekannter Weise auf eine niedrigere Mittenfrequenz abgestimmt und soll dabei die Gegenkopplung der betreffenden Topfkreise konstant bleiben, so muß hierzu die Fläche der in den einen Topfkreis eintauchenden Schleife vergrößert werden. Dies geschieht durch Vergrößerung der Eintauchtiefe des Leitungsstücks. Mit diesem verschiebt sich auch der die kapazitive Kopplung bewirkende Stempel in dem anderen Topfkreis. Weil sich gleichzeitig die Eintauchtiefe des Innenleiters dieses Topfkreises zur Abstimmung auf die gewünschte, niedrigere Frequenz vergrößert hat, bleibt die kapazitive Kopplung konstant. Die vorgeschlagene Gegenkopplung ist deshalb über einen weiten Frequenzbereich wirksam.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Bandfilters nach der Erfindung schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt:
Figur 1
das Bandfilter im Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 2 und
Figur 2
eine Aufsicht auf das Bandfilter.
Das Bandfilter umfaßt sechs Topfkreise in Form von Resonatoren A1 bis A6 in U-förmiger Anordnung. Die HF wird über den Anschluß 1 in den ersten Resonator A1 eingekoppelt und über den Anschluß 2 aus dem Resonator A6 ausgekoppelt. HF-mäßig aufeinanderfolgende Resonatoren sind in an sich bekannter Weise über nur in Fig. 2 zu sehende Brücken 3 miteinander gekoppelt, deren Eintauchtiefe in die jeweiligen Resonatoren zur Einstellung des Kopplungsgrades veränderbar ist und die über Feststellschrauben 4 festsetzbar sind. Auch die Eintauchtiefe der Resonatorinnenleiter ist zur Frequenzabstimmung einstellbar. Wie der Schnitt in Fig. 1 zeigt, bestehen die Resonatorinnenleiter hierzu aus einem feststehenden Stück 11 und einem in diesem teleskopisch geführten und mit diesem kontaktierten Stück 12, das über eine Stange 13 verschiebbar ist, die mittels einer Feststellschraube 14 festsetzbar ist.
Infolge der U-förmigen mechanischen Anordnung der Resonatoren A1 bis A6 sind die HF-mäßig nicht aufeinanderfolgenden Resonatoren A1 und A6 sowie A2 und A5 mechanisch benachbart. Die Resonatoren A2 und A5 sind nach dem vorliegenden Vorschlag HF-mäßig gegengekoppelt. Hierzu taucht in den Resonator A2 ein Leitungsstück 21 ein, das einerseits in der wandnahen Kurzschluß- bzw. Hochstromzone in dem Resonator A2 eine Leitungsschleife bildet und andererseits durch einen Schlitz 41 in der gemeinsamen Trennwand 40 dieser beiden Resonatoren hindurchgeführt ist und in dem Resonator A5 in einem Stempel 22 endet. Durch diese Anordnung wird aus dem Resonator A2 HF-Energie induktiv ausgekoppelt und kapazitiv und deshalb mit einer Phasendrehung von 180° zur Erzielung der gewünschten Gegenkopplung in den Resonator A5 eingekoppelt. Die Eintauchtiefe des Leitungsstücks 21 ist mittels der Stange 23 veränderbar. In der eingestellten Eintauchtiefe ist das Leitungsstück durch die Feststellschraube 24 festsetzbar.

Claims (2)

  1. Mehrkreisiges Bandfilter aus miteinander gekoppelten Topfkreisen (A1 bis A6), von denen mindestens zwei HF-mäßig nicht aufeinanderfolgende Topfkreise (A2, A5) über ein in beide Topfkreise eintauchendes Leitungsstück gegengekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Topfkreise (A1 bis A6) so angeordnet sind, daß zumindest die gegenzukoppelnden Topfkreise (A2, A5) aneinandergrenzen, und daß das Leitungsstück als in den einen Topfkreis (A2) eintauchende Schleife (21), die durch einen in der Trennwand (40) der aneinandergrenzenden Topfkreise ausgebildeten Schlitz (41) hindurch mit einem Stempel (22) in dem anderen Topfkreis (A5) verbunden ist, ausgebildet ist.
  2. Bandfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintauchtiefe des die Schleife (21) und den Stempel (22) umfassenden Leitungsstücks veränderbar ist.
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